資源約束、環境規制背景下中國煤炭資源型地區全要素生產率分析

和紅偉 李竹梅 劉蓉 張子文

摘 要：針對傳統全要素生產率測度方法沒有考慮二氧化碳排放問題，提出了資源約束、環境規制下的全要素生產率指數。通過與傳統全要素生產率比較，表明資源約束、環境規制下的全要素生產率指數與中國碳減排目標相吻合。經過進一步對資源約束、環境規制下的全要素生產率指數的分解，結果顯示：技術進步是推動資源約束、環境規制下全要素生產率提高的主要因素。

關鍵詞：資源約束 環境規制 全要素生產率 環境DEA 方向距離函數

中圖分類號：F205 ?文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）09-016-03

一、研究綜述

對資源約束與經濟增長關系的關注始于古典經濟學時期。馬爾薩斯（1798）和李嘉圖（1821）先后研究了土地與經濟增長的關系，認為土地約束會導致經濟零增長。德內拉·梅多斯等在《增長的極限》中對資源消耗影響經濟增長進行模擬，得出不可再生資源稀缺導致經濟增長持續性差的結論。Thomas Homer-Dixon研究發現，資源約束通過影響技術進步，對經濟增長產生間接約束。羅浩（2007）、黎貴才（2011）研究認為資源是制約經濟增長的瓶頸，而技術創新是促進經濟增長的關鍵。房林等（2008）通過宏觀經濟微觀分析，引入社會地位和資源兩個因素通過傳統效用函數，研究了資源約束對經濟系統的影響。

新古典經濟增長理論認為全要素生產率（TFP）的增長是經濟增長的關鍵。Bjurek（1996）使用從產出和投入兩個角度考慮的Malmquist生產率指數作為HMB生產率指數。Fare etal.（1994）將全要素生產率增長分解為效率變化和技術進步兩個成分，發展了Malmquist生產率指數。張軍等（2003）估計了1952-1998年中國全要素生產率增長率。王兵等（2008）運用Malmquist-Luenberger指數方法測度APEC17個國家和地區1980--2004年包含CO2排放的全要素生產率增長。劉兆征（2009）從能源經濟可持續發展視角，運用基于產出導向的、規模報酬不變的非參數DEA-Malmquist 生產率指數法，研究了考慮環境效應的中國制造業全要素能源效率及其變動（提高或降低）根源。

本文將在考慮資源約束和環境規制下運用環境DEA技術（EDT）和方向距離函數（DDF）研究我國主要煤炭資源型地區全要素生產率變化及促進因素。

二、研究方法

（一）環境DEA（Environmental DEA Technology，EDT）

一個地區或國家需要投入的總生產要素為X，（X=（K，L，E，W∈RN+）），K表示資本投入，L為勞動力投入，E為能源投入，W為水資源投入。產出函數為F（X），F（X）=（Y，C），Y為國內生產總值，C為二氧化碳排放。其中，Y為期望產出，C為非期望產出。所有產出集記為T，可以表示為：

T={（K，L，E，W，Y，C）：（K，L，E，W）可以生產（Y，C）}（1）

EDT假設所有要素投入（K，L，E，W）與期望產出（Y）是可自由處置的（Free Disposability）。要素投入（K，L，E，W）的自由處置表示為：如果（K，L，E，W，Y，C）∈T并且（K'，L'，E'，W’）≥（K，L，E，W），則（K'，L'，E'，W’，Y，C）∈T。期望產出（Y）是可自由處置，表示為：如果（K，L，E，W，Y，C）∈T并且（Y'）≤（Y），那么有（K，L，E，W，Y'，C）∈T。

（二）Directional Distance Function，DDF

DDF是在生產可行集T下，根據固定投入，描述產出變量最優比例的一種函數。根據孫傳旺（2010）的方法，方向距離函數可以表示如下：

0（K，L，E，W，Y，C;gy-gc）=sup{β：（Y+βgy，C-βgc）∈T（K，L，E，W，Y，C）}（2）

情形一：沒有資源約束，并且方向向量沿著縱軸方向，也就是說方向距離函數實際上等價于計算傳統的Shephard距離函數。即B=（Y，0）。該情形只有一種期望產出，數學規劃式為：

zti≥0，i=1，…，I

情形二：存在資源約束，方向向量g=（Y，-C）要求同比例的增加經濟總量來降低二氧化碳排放，并且非期望產出（C）具有弱處置性，數學規劃式表示：

zti≥0，i=1，…，I

（三）曼奎斯特一魯恩博格（Maltnquist一Luenberger）生產率指數

Chung et al.（1997）為評價減少非期望產出情形下的全要素生產率，利用環境DEA技術與方向距離函數，提出了曼奎斯特——魯恩博格（Malmquist Luenberger）生產率指數（簡稱MLPI）。考慮資源約束、環境規制時，第i個決策變量的MLPI可以表示為：

全要素生產率MLPI指數可以進一步分解為效率變化（EFFCH）和技術進步變化（TECH）的連乘積：MLPI=EFFCH* TECH

上式中，MLPI>1表示全要素生產率提高，否則為下降。同理，EFFCH>1表示效率改進，否則為惡化，TECH>1表示技術進步，否則為退步。

三、實證分析

（一）樣本選擇與指標設置

根據第二部分的研究方法，為測算資源約束、環境規制下的全要素生產率，必須構建基于環境DEA技術的方向距離函數。我們收集了2004-2012年中國13個主要煤炭資源型地區的要素投入（包括資本投入（K）、勞動力投入（L）、能源投入（E） （本文以各地區一次能源消費量作為能源投入指標）和水源投入（W））期望產出（國內生產總值（Y））與非期望產出（二氧化碳排放量（C））。

表1給出本文的統計性描述。

（二）不同情形下的全要素生產率比較

1.不同情形下全國生產率全要素的比較。根據第二部分介紹的方法論和設定的兩種情形，本節分別測算了中國主要煤炭資源型地區2004年-2012年，在沒有考慮資源約束、環境規制與考慮了資源約束、環境規制兩種情況下的全要素生產率。本文的計算結果來自于通用代數建模系統（General Algebraic Modeling System，GAMS）22.1版本軟件包。

TFPI和CTFPI指標分別表示在沒有考慮環境規制和考慮環境規制情形下，2004年-2012年間全國主要煤炭資源型地區平均全要素生產率指數。

從表2得知，中國在該期間12個省的TFPI為0.988，全要素生產率平均每年下降1.2%;CTFPI為1.062，表明全要素生產率平均每年增長6.2%，明顯高于不考慮環境規制的情形。從時間段上來看，2007中國提出壞境規制目標，這一政策的出臺，表明在2008年—2010年中國經濟運行受到的能效與環境約束要比2007年之前更加明顯。CTFPI與TFPI在2005前后的顯著差異進一步表明了采用傳統的全要素生產率測算方法（情形一）無法反映經濟增長方式轉變對二氧化碳減排的貢獻，無法同中國低碳經濟的發展目標相適應。

通過分析上圖，2004-2012年中國碳強度不斷下降，累計的全要素生產率呈上升趨勢。比較分析后發現，累計的CTFPI能較好地解釋碳強度的變化情況。CTFPI提高，意味著效率得到改進，碳強度就會下降;CTFPI出現降低，碳強度就會上升。

2.環境規制下全要素生產率的分解。

從表3中看到，資源約束、環境規制下全要素生產率分解為效率變化指數（EFFCH）與技術進步指數（TECH），并且技術進步的作用相比效率變化的改進要明顯地多。

四、結論

本文運用環境DEA技術（EDT）和方向距離函數（DDF），構建資源約束、環境規制下中國全要素生產率指數，并通過與傳統全要素生產率的比較，修正了由于忽視碳排放造成的扭曲。通過分析，本文得到以下主要結論：

本文對中國煤炭資源型地區全要素生產率的測算方法，能夠與碳強度目標相吻合，實現對中國全要素生產率較準確的評價。

中國煤炭資源型全要素生產率的改善主要是通過技術進步造成的。

[山西省軟科學課題：山西省低碳經濟轉型績效評價及對策研究（2013041001-03）和山西省哲學社會科學課題：山西省綜合改革實驗區低碳轉型成熟度評價及對策研究（晉規字2014）和山西省軟科學課題：山西省煤層氣產業盈利模式創新研究（2015041009-1）資助。]

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（作者單位：太原理工大學經管學院 山西太原 030024）

[作者簡介：和紅偉，太原理工大學高級會計師，研究方向：財務管理;李竹梅，太原理工大學經管學院副教授，管理學博士，研究方向：績效評價。]

（責編：賈偉）